Гаметы (от греч.(греческий) Gamete - жена, gametes - муж), половые, или репродуктивные, клетки животных и растений, обеспечивающие при слиянии развитие новой особи и передачу наследственных признаков от родителей потомкам. Г. обладают одиночным (гаплоидным) набором хромосом , что обеспечивается сложным процессом гаметогенеза . Две Г., принадлежащие особям разного пола , сливаясь при оплодотворении, образуют зиготу , получающую, т. о.. полный (обычно двойной - диплоидный) набор хромосом и дающую начало новому организму. По морфологии Г. различают нескольких типов полового процесса: гетерогамию (подразделяемую на собственно гетерогамию, или анизогамию, и оогамию), изогамию и зигогамию. При гетерогамии (в широком смысле) две Г., участвующие в оплодотворении, различаются по форме и (или) размерам; женская Г. называется яйцеклеткой, мужская - сперматозоидом или спермием. Наиболее распространённый тип гетерогамии -оогамия (у всех многоклеточных животных, всех высших и многих низших растений), при которой яйцеклетка - крупная, обычно неподвижная клетка (макрогамета), часто содержащая запас питательных веществ или сопровождаемая особыми клетками для питания будущего эмбриона, а сперматозоиды и спермии малы (микрогаметы) и приспособлены к передвижению. Сперматозоидами называют активно подвижные мужские Г. - они имеют вибрирующий «хвост», или жгутик (у всех позвоночных и большинства беспозвоночных животных), либо два (у многих беспозвоночных) или несколько жгутиков (у высших нецветковых растений и ряда водорослей). Спермиями называют мужские Г., лишённые жгутиков, неподвижные или передвигающиеся либо активно - с помощью т. н. амебоидных движений, т. е. образования клеточных выростов и перетекания туда содержимого клетки (у круглых червей, большинства членистоногих и некоторых многоножек), либо пассивно - в результате роста пыльцевой трубки (у голосеменных и покрытосеменных растений). Возможно, что у ряда организмов, спермии которых неподвижны, активную роль в слиянии Г. играют яйцеклетки, захватывающие спермии с помощью своих выростов. У голосеменных и покрытосеменных растений спермии представляет собой генеративное ядро пыльцевой трубки, прорастающей из пыльцевого зерна; каждая пыльцевая трубка содержит два таких спермия. При собственно гетерогамии, или анизогамии (у ряда зелёных и бурых водорослей), обе Г., участвующие в оплодотворении, подвижны, снабжены жгутиками и часто неотличимы по форме, но различаются по размерам (микро- и макрогамета). При изогамии, наблюдаемой у некоторых зелёных водорослей, миксомицетов и низших грибов, обе Г., образующие зиготу, одинаковы морфологически, но различаются физиологически и обозначаются (+) и (-) Г. При зигогамии у ряда низших растений понятие Г. в значительной степени теряет смысл, ибо половой процесс у них состоит в слиянии двух физиологически разнополых участков мицелия (у зигомицетов) или двух вегетативных клеток полового поколения (у сцеплянок и диатомовых водорослей), или же специализированных участков мицелия (у высших грибов). Г. у них могут быть названы те два клеточных ядра, которые сливаются при таком половом процессе, или же участки протопласта, содержащие эти ядра. У одноклеточных животных Г. можно считать сами особи, вступающие в фазу полового размножения и сливающиеся при оплодотворении.

В процессе зачатия нового организма участвуют клетки под названием гаметы. Рассмотрим подробнее, что такое гамета. Гамета - это репродуктивная клетка, принимающая непосредственное участие в размножении. После объединения гамет образуется зигота, которая впоследствии развивается в особь, носящую признаки организмов родителей. Определенные живые существа вырабатывают только одиночные гаметы. Такое явление называется партеногенезом.

Свойства гамет

Морфология гамет очень разнообразна, производимые клетки имеют различия по следующим признакам:

  • хромосомный набор,
  • величина,
  • подвижность.

Сливающиеся гаметы могут иметь одинаковые морфологические характеристики. В этом случае их считают бесполыми клетками. Они характеризуются подвижностью и могут иметь амебовидную форму.

Изогамия - отсутствие отличий между женскими и мужскими гаметами, свойственна многим растениям. Противоположна ей анизогамия, при которой гаметы отличаются своими размерами, а также степенью подвижности. Женские половые клетки обычно являются неподвижными макрогаметами, а мужские микрогаметы имеют жгутики.

Принцип оогамии

У млекопитающих прослеживается принцип оогамии: способные к объединению гаметы этого биологического типа резко отличаются своими размерами и степенью подвижности:

  • подвижные мужские клетки называются сперматозоидами;
  • женские гаметы большого размера называются яйцеклетками.

Такое различие обусловлено наличием у яйцеклетки необходимых питательных веществ, которые нужны зиготе для деления.

Гаметы - репродуктивные клетки, имеющие гаплоидный набор хромосом и участвующие в гаметном, в частности, половом размножении. При слиянии двух гамет в половом процессе образуется зигота, развивающаяся в особь с наследственными признаками обоих родительских организмов, продуцировавших гаметы.

У некоторых видов возможно и развитие в организм одиночной гаметы - партеногенез.

Морфология гамет и типы гаметогамии

Изогамия, гетерогамия и оогамия

Морфология гамет различных видов достаточно разнообразна, при этом продуцируемые гаметы могут отличаться как по хромосомному набору, величине и подвижности, при этом гаметный диморфизм у различных видов варьирует в широких пределах — от отсутствия диморфизма в виде изогамии до своего крайнего проявления в форме оогамии.

Изогамия

Если сливающиеся гаметы морфологически не отличаются друг от друга величиной, строением и хромосомным набором, то их называют изогаметами, или бесполыми гаметами. Такие гаметы подвижны, могут нести жгутики или быть амёбовидными. Изогамия типична для многих водорослей.

Анизогамия

Гаметы, способные к слиянию, различаются по размерам, подвижные микрогаметы несут жгутики, макрогаметы могут быть как подвижны, так и неподвижны.

Оогамия

Сперматозоид и яйцеклетка.

Способные к слиянию гаметы одного биологического вида резко различаются по размерам и подвижности на два типа: малые подвижные мужские гаметы - сперматозоиды - и крупные неподвижные женские гаметы - яйцеклетки. Различие размера гамет обусловлено тем, что яйцеклетки содержат запас питательных веществ, достаточный для обеспечения нескольких первых делений зиготы при её развитии в зародыш.

Мужские гаметы - сперматозоиды - животных и многих растений подвижны и обычно несут один или несколько жгутиков, исключением являются лишённые жгутиков мужские гаметы семенных растений - спермии, которые доставляются к яйцеклетке при прорастании пыльцевой трубки, а также безжгутиковые сперматозоиды нематод и членистоногих.

Развивающаяся в особь (или группу особей) с наследственными признаками обоих родительских организмов, произведших гаметы.

У некоторых видов возможно и развитие в организме одиночной гаметы (неоплодотворённой яйцеклетки) - партеногенез .

Морфология гамет и типы гаметогамии

Изогамия, гетерогамия и оогамия

Морфология гамет различных видов достаточно разнообразна, при этом продуцируемые гаметы могут отличаться как по хромосомному набору (при гетерогаметности вида), так и по величине и подвижности (способности к самостоятельному передвижению), при этом гаметный диморфизм у различных видов варьирует в широких пределах - от отсутствия диморфизма в виде изогамии до своего крайнего проявления в форме оогамии.

Изогамия

Если сливающиеся гаметы морфологически не отличаются друг от друга величиной, строением и хромосомным набором , то их называют изогаметами, или бесполыми гаметами. Такие гаметы подвижны, могут нести жгутики или быть амёбовидными. Изогамия типична для многих водорослей .

Анизогамия (гетерогамия)

Гаметы, способные к слиянию, различаются по размерам, подвижные микрогаметы несут жгутики, макрогаметы могут быть как подвижны (многие водоросли), так и неподвижны (лишённые жгутиков макрогаметы многих протистов).

Оогамия

Способные к слиянию гаметы одного биологического вида резко различаются по размерам и подвижности на два типа: малые подвижные мужские гаметы - сперматозоиды - и крупные неподвижные женские гаметы - яйцеклетки . Различие размера гамет обусловлено тем, что яйцеклетки содержат запас питательных веществ, достаточный для обеспечения нескольких первых делений зиготы при её развитии в зародыш.

Теория дисруптивного отбора Паркера . Если размер зиготы является достаточно важным для её выживания (у организмов с внешним оплодотворением), то эволюционно стабильной стратегией будет анизогамия. В таких случаях популяция, состоящая из самцов (производителей мелких гамет) и самок (производителей крупных гамет) будет стабильной. Теория дисруптивного отбора позволяет объяснить возникновение и поддержание раздельнополости у многих растений и некоторых животных с внешним оплодотворением .

Тип гаметности и пол

Понятие пола связано с дифференциацией по размеру гамет, то есть к мужскому полу мы относим особей, которые производят мелкие подвижные гаметы, а к женскому - тех, которые производят крупные. При этом, дифференциация по типу гаметности (гомо - XX или гетерогаметная конституция - XY) у некоторых видов может не совпадать с дифференциацией по размеру.

В процессе эволюции у большинства видов малые гаметы и гетерогаметная конституция XY оказались у мужского пола, а крупные гаметы и гомогаметная конституция XX - у женского. Это виды с гаметностью типа Drosophila . Напротив, у видов с гаметностью типа Abraxas (англ.) русск. (птицы , бабочки , моль , некоторые виды рыб и др.) направления этих дифференциаций не совпали. Яйцеклетки у женского пола гетерогаметны, а сперматозоиды у мужского - гомогаметны.